第16章高效液相色谱法[16-1] 从分类原理、仪器构造及应用范围,简述气相色谱及液相色谱的异同点。答:二者都是根据样品组分与流动相和固定相相互作用力的差别进行分离的。 从仪器构造上看,液相色谱需要增加高压泵以提高流动相的流动速度,克服阻力。同时液相色谱所采用的固定相种类要比气相色谱丰富的多,分离方式也比较多样。气相色谱的检测器主要采用热导检测器、氢焰检测器和火焰光度检测器等。而液相色谱则多使用紫外检测器、荧光检测器及电化学检测器等。但是二者均可与MS等联用。 二者均具分离能力高、灵敏度高、分析速度快,操作方便等优点,但沸点太高的物质或热稳定性差的物质难以用气相色谱进行分析。而只要试样能够制成溶液,既可用于HPLC分析,而不受沸点高、热稳定性差、相对分子量大的限制。[16-2] 高效液相色谱仪由几大部分构成?各部分的主要功能是什么?答:高效液相色谱仪由高压输液系统,进样系统,分离系统,检测系统和记录系统五大部分组成。高压输液系统:主要是通过高压输液泵将溶剂储存器中的流动相以高压形式连续不断地送入液路系统,使试样在色谱柱中完成分离过程。进样系统:把分析试样有效地送入色谱柱中进行分离。分离系统:将试样各组分分离开来。检测系统:对被分离组分的物理或物化特性有响应;对试样和洗脱液总的物理或化学性质有响应。记录系统:记录被分离组分随时间变化的信号。[16-3] 液相色谱中影响色谱峰展宽的因素有哪些? 与气相色谱相比其主要区别何在?答:液相色谱中引起色谱峰扩展的主要因素为涡流扩散、流动的流动相传质、滞留的流动相传质以及柱外效应。 在气相色谱中径向扩散往往比较显著,而液相色谱中径向扩散的影响较弱,往往可以忽略。另外,在液相色谱中还存在比较显著的滞留流动相传质及柱外效应。[16-4] 何谓化学键合相色谱、正相色谱和反相色谱?答:化学键合相色谱是指在化学键合固定相上进行物质分离的一种液相色谱法。正相色谱是采用极性键和固定相流的相用比键合相极性小的非极性或弱极性有机溶剂。反相色谱采用非极性键和固定相流的相为强极性的溶剂。[16-5] 何谓化学键合固定相?它的突出优点是什么?答:利用化学反应将固定液的官能团键合在载体表面形成的固定相称为化学键合固定相。优点: 固定相表面没有液坑,比一般液体固定相传质快的多; 无固定相流失,增加了色谱柱的稳定性及寿命; 可以键合不同的官能团,能灵活地改变选择性,可应用与多种色谱类型及样品的分析; 有利于梯度洗提,也有利于配用灵敏的检测器和馏分的收集。[16-6] 什么叫梯度洗脱?它与气相色谱中的程序升温有何异同?答:梯度洗脱是指将两种或两种以上不同极性但可互溶的溶剂,随着时间的改变而按一定比例混合。以连续改变色谱柱中淋洗液的极性,离子强度或pH等,从而改变被测组分的相对保留值、提高分离效率、加快分离速度的一种洗脱方式。液相色谱中梯度淋洗和气象色谱中程序升温作用相同。不同的是:在起诉相色谱中通过改变温度条件,达到高效快速分离目的;而液相色谱是通过 改变流动相极性来达到目的。[16-7] 指出下列各种色谱法中最适宜分离物质。(1)气液色谱;(2)正相色谱;(3)反相色谱;(4)离子交换色谱;(5)凝胶色谱;(6)气固色谱;(7)液固色谱。答:(1)气液色谱:适宜分离气体或易挥发性液体和固体。(或可转化为易挥发性液体和固体。)(2)正相色谱:适宜分离极性化合物。(3)反相色谱:适宜分离多环芳烃等低极性化合物。(4)离子交换色谱:适宜分离离子型和可离解化合物。(5)凝胶色谱:适宜分离大分子化合物,(分子量>2000) 例蛋白质、氨基酸、核酸等生物大分子。(6)气固色谱:适宜分离永久性气体及烃类化合物。(7)液固色谱:适宜分离不同极性的化合物,或不同类型的化合物,特别适合分离异构体 。[16-8] 指出下列化合物被液体流动相从氧化铝柱中洗脱的峰序:正丁醇、1-丁基氯、正己酸、正己烷、2-己烯。答:正己烷,2-己烯,1-丁基氯,正丁醇,正己酸。[16-9] 指出下列化合物从氧化钙柱中流出的顺序:正丁醇、甲醇、正己醇、乙醇。答:甲醇,乙醇,正丁醇,正己醇。[16-10] 指出下列物质在正相色谱中的洗脱顺序。(1)正己烷,正己醇,苯;(2)乙酸乙酯,乙醚,硝基丁烷。答:(1)正己烷,苯,正己醇 (2)乙醚,硝基丁烷,乙酸乙酯 [16-11] 指出习题10中物质在反相色谱中的洗脱顺序。答:(1)正己醇,苯,正己烷 (2)乙酸乙酯,硝基丁烷,乙醚[16-12] 指出下列离子从阴离子交换柱中流出的顺序:Cl-,I-,F-,Br-。答:F-,Cl-,Br-,I-。[16-13] 预测下列离子从阳离子交换柱中流出的可能顺序:Ca2+,Ba2+,Mg2+,Be2+,Sr2+。答:Be2+,Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+。[16-14] 相对分子质量约为120000的蛋白质在1根排阻极限为80000的凝胶柱上的保留体积为15mL,萘(MW128)在同1根柱上的保留体积为124mL,某特定试样组分的保留体积为87mL。假定萘的相对分子质量小于凝胶的渗透极限,计算总孔容积和试样组分的分配系数。答:109mL,0.66[16-15] 用1根以二甲基甲酰胺作为流动相的排阻色谱柱检测聚氧化乙烯的保留体积,试利用表中结果估计保留体积为13.5mL的聚氧化乙烯聚合物的相对分子质量。相对分子质量V/mL相对分子质量V/mL1.1×10317.27.7×10414.15.1×10316.37.0×10512.72.0×10415.1

第16章高效液相色谱法

[16-1] 从分类原理、仪器构造及应用范围,简述气相色谱及液相色谱的异同点。

答:二者都是根据样品组分与流动相和固定相相互作用力的差别进行分离的。  

从仪器构造上看,液相色谱需要增加高压泵以提高流动相的流动速度,克服阻力。同时液相色谱所采用的固定相种类要比气相色谱丰富的多,分离方式也比较多样。气相色谱的检测器主要采用热导检测器、氢焰检测器和火焰光度检测器等。而液相色谱则多使用紫外检测器、荧光检测器及电化学检测器等。但是二者均可与MS等联用。  

二者均具分离能力高、灵敏度高、分析速度快,操作方便等优点,但沸点太高的物质或热稳定性差的物质难以用气相色谱进行分析。而只要试样能够制成溶液,既可用于HPLC分析,而不受沸点高、热稳定性差、相对分子量大的限制。

[16-2] 高效液相色谱仪由几大部分构成?各部分的主要功能是什么?

答:高效液相色谱仪由高压输液系统,进样系统,分离系统,检测系统和记录系统五大部分组成。

高压输液系统:主要是通过高压输液泵将溶剂储存器中的流动相以高压形式连续不断地送入液路系统,使试样在色谱柱中完成分离过程。

进样系统:把分析试样有效地送入色谱柱中进行分离。

分离系统:将试样各组分分离开来。

检测系统:对被分离组分的物理或物化特性有响应;对试样和洗脱液总的物理或化学性质有响应。

记录系统:记录被分离组分随时间变化的信号。

[16-3] 液相色谱中影响色谱峰展宽的因素有哪些? 与气相色谱相比其主要区别何在?

答:液相色谱中引起色谱峰扩展的主要因素为涡流扩散、流动的流动相传质、滞留的流动相传质以及柱外效应。  在气相色谱中径向扩散往往比较显著,而液相色谱中径向扩散的影响较弱,往往可以忽略。另外,在液相色谱中还存在比较显著的滞留流动相传质及柱外效应。

[16-4] 何谓化学键合相色谱、正相色谱和反相色谱?

答:化学键合相色谱是指在化学键合固定相上进行物质分离的一种液相色谱法。

正相色谱是采用极性键和固定相流的相用比键合相极性小的非极性或弱极性有机溶剂。

反相色谱采用非极性键和固定相流的相为强极性的溶剂。

[16-5] 何谓化学键合固定相?它的突出优点是什么?

答:利用化学反应将固定液的官能团键合在载体表面形成的固定相称为化学键合固定相。

优点: 固定相表面没有液坑,比一般液体固定相传质快的多; 无固定相流失,增加了色谱柱的稳定性及寿命; 可以键合不同的官能团,能灵活地改变选择性,可应用与多种色谱类型及样品的分析; 有利于梯度洗提,也有利于配用灵敏的检测器和馏分的收集。

[16-6] 什么叫梯度洗脱?它与气相色谱中的程序升温有何异同?

答:梯度洗脱是指将两种或两种以上不同极性但可互溶的溶剂,随着时间的改变而按一定比例混合。以连续改变色谱柱中淋洗液的极性,离子强度或pH等,从而改变被测组分的相对保留值、提高分离效率、加快分离速度的一种洗脱方式。液相色谱中梯度淋洗和气象色谱中程序升温作用相同。不同的是:在起诉相色谱中通过改变温度条件,达到高效快速分离目的;而液相色谱是通过 改变流动相极性来达到目的。

[16-7] 指出下列各种色谱法中最适宜分离物质。

(1)气液色谱;(2)正相色谱;(3)反相色谱;(4)离子交换色谱;(5)凝胶色谱;(6)气固色谱;(7)液固色谱。

答:(1)气液色谱:适宜分离气体或易挥发性液体和固体。(或可转化为易挥发性液体和固体。)

(2)正相色谱:适宜分离极性化合物。

(3)反相色谱:适宜分离多环芳烃等低极性化合物。

(4)离子交换色谱:适宜分离离子型和可离解化合物。

(5)凝胶色谱:适宜分离大分子化合物,(分子量>2000) 例蛋白质、氨基酸、核酸等生物大分子。

(6)气固色谱:适宜分离永久性气体及烃类化合物。

(7)液固色谱:适宜分离不同极性的化合物,或不同类型的化合物,特别适合分离异构体 。

[16-8] 指出下列化合物被液体流动相从氧化铝柱中洗脱的峰序:正丁醇、1-丁基氯、正己酸、正己烷、2-己烯。

答:正己烷,2-己烯,1-丁基氯,正丁醇,正己酸。

[16-9] 指出下列化合物从氧化钙柱中流出的顺序:正丁醇、甲醇、正己醇、乙醇。

答:甲醇,乙醇,正丁醇,正己醇。

[16-10] 指出下列物质在正相色谱中的洗脱顺序。

(1)正己烷,正己醇,苯;

(2)乙酸乙酯,乙醚,硝基丁烷。

答:(1)正己烷,苯,正己醇 (2)乙醚,硝基丁烷,乙酸乙酯 

[16-11] 指出习题10中物质在反相色谱中的洗脱顺序。

答:(1)正己醇,苯,正己烷 (2)乙酸乙酯,硝基丁烷,乙醚

[16-12] 指出下列离子从阴离子交换柱中流出的顺序:Cl-,I-,F-,Br-。

答:F-,Cl-,Br-,I-。

[16-13] 预测下列离子从阳离子交换柱中流出的可能顺序:Ca2+,Ba2+,Mg2+,Be2+,Sr2+。

答:Be2+,Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+。

[16-14] 相对分子质量约为120000的蛋白质在1根排阻极限为80000的凝胶柱上的保留体积为15mL,萘(MW128)在同1根柱上的保留体积为124mL,某特定试样组分的保留体积为87mL。假定萘的相对分子质量小于凝胶的渗透极限,计算总孔容积和试样组分的分配系数。

答:109mL,0.66

[16-15] 用1根以二甲基甲酰胺作为流动相的排阻色谱柱检测聚氧化乙烯的保留体积,试利用表中结果估计保留体积为13.5mL的聚氧化乙烯聚合物的相对分子质量。

相对分子质量

V/mL

相对分子质量

V/mL

1.1×103

17.2

7.7×104

14.1

5.1×103

16.3

7.0×105

12.7

2.0×104

15.1